Выбор арматуры для фундамента, а также способы вязки

Каждая стройка начинается с устройства надёжного основания. Ленточный фундамент — самая распространённая конструкция в малоэтажном строительстве. Расчёт арматуры для ленточного фундамента важен уже на этапе проектирования и доставки строительных материалов. Расчёт поручают профессионалам или проводят самостоятельно, изучив руководящие документы.

Что такое арматура и ее основные свойства

Стержень представляет собой проволоку или прутья определенной длины и диаметра. В качестве материала для изготовления, как правило, применяется сталь различных марок. В последние годы применяется стеклопластиковая арматура, обладающая рядом преимуществ, по сравнению с традиционной металлической. Однако, область ее применения и доступность этой разновидности изделия пока сравнительно невелика.

Колонны из арматуры диаметром 14 мм

Арматура, которая используется при строительстве для создания железобетонных конструкций, делится на два основных типа – рабочую и конструктивную. В первом случае материал используется для увеличения прочностных параметров готового изделия. Он представляет собой продольные прутья, которые располагаются по длине фундамента. Основные параметры арматуры, от которых зависит несущая способность готовой конструкции – диаметр используемых прутьев и марка применяемой при изготовлении стали.

Арматура в ленточном фундаменте, вязка каркаса

Конструктивный тип арматуры применяется для того, чтобы обеспечить правильное расположение рабочих прутьев внутри фундамента или другого железобетонного изделия. Главное требование, которое предъявляется при этом – достаточная для обеспечения надежного соединения и закрепления в определенном месте прочность прутьев или проволоки, нередко применяемой в подобных целях.

Назначение армирования

Арматура оказывает сопротивление нагрузкам на фундамент со стороны грунта и самого здания

Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.

Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:

  • снизу-вверх — процессы пучения грунта;
  • сверху вниз масса постройки.

Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.

Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.

Алгоритм работы при давлении сверху:

  1. Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
  2. Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
  3. Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
  4. Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.

При давлении от грунта снизу железобетон «работает» в обратную сторону — нижний слой бетона противодействует сжатию, а верхний ряд арматуры не даёт разрушиться от растяжения.

Какую арматуру выбрать

типы профиля арматуры

Проектирование железобетонных и монолитных сооружений в соответствии с требованиями. Устанавливается вид арматуры, а также нормируемые и контролируемые показатели качества.

Для армирования железобетонных конструкций применяют следующие виды арматуры:

  • стальные стержни периодического профиля (горячекатаная гладкая) — диаметром 3–80 мм
  • термомеханически упрочнённую периодического профиля — диаметром 6–40 мм
  • механически упрочнённую в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая — диаметром 3–12 мм
  • арматурные канаты диаметром 6–15 мм
  • неметаллическую композитную арматуру

    Сравнение металлической и композитной арматуры

Большепролётные конструкции армируются стальными канатами (спиральной или двойной свивки, закрытые). Для дисперсного армирования бетона используют фибру или сетки.

Читайте также:  Какой фундамент для дома лучше: виды и назначения

Вид арматуры принимают исходя от назначения конструкции, конструктивного решения, характера нагрузок и воздействий окружающей среды. Основным показателем качества является класс стальной арматуры.

Выбор класса арматуры зависит от значений:

  • предела текучести при максимальных нагрузках
  • характеристик на растяжение
  • пластичности
  • стойкости к коррозии
  • релаксационной стойкости
  • допустимое удлинение до разрушительных процессов

Таблица 1. Классы арматур

Тип профиля Класс Диаметр, мм Марка стали
Гладкий профиль А1 (А240) 6-40 Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
Периодический профиль А2 (А300) 10-40, 40-80 Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
Периодический профиль А3 (А400) 6-40, 6-22 35ГС, 35Г2С, 32Г2Рпс
Периодический профиль А4 (А600) 10-18 (6-8), 10-32 (36-40) 80С, 20ХГ2Ц
Периодический профиль А5 (А800) 10-32 (6-8), (36-40) 23Х2Г2Т
Периодический профиль А6 (А1000) 10-22 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р

Показатели по устойчивости к деформации и прочности:

  • максимальный порог при растяжении;
  • максимальный порог при сжатии.

Определяется показатель устойчивости к деформациям в специальных лабораториях. По технологии и методам прописанным государственными стандартами. Производители могут использовать специально нормативно-технические документации разработанные внутри предприятия. Документация в этом случае утверждается контролирующими органами в обязательном порядке.

Сколько арматуры нужно для фундамента

Поскольку доставить арматуру на собственном легковом автомобиле непросто, вам, скорее всего, придется нанимать специальный транспорт. И вот чтобы не ездить за материалом несколько раз и тратить на это деньги, необходимо соответственно точно рассчитать нужное количество материала и с этими цифрами отправляться за покупками.

Расчет арматуры на первый взгляд кажется невероятно сложным мероприятием, поэтому многие строители даже не пытаются его провести и покупают детали «на глазок», но это не правильно. Да, расчет займет у вас некоторое время, но он позволит значительно оптимизировать денежные средства и сэкономить драгоценное время, а в хозяйственных делах эти показатели очень важны. Поэтому вооружитесь бумагой и карандашом, а также калькулятором и приступим к подсчетам. Для начала приведем основные показатели, на которые мы будем ориентироваться:

  • Для фундамента бани необходимо использовать только арматуру сечением в 10 мм, то есть А3.
  • Если, что бывает крайне редко, грунты очень неустойчивые или существуют другие неприятности, то можно использовать материал сечением 14 мм или 12 мм.
  • При создании ячеистого каркаса, размеры ячейки, как правило, составляют 20 см на 15 см.
  • Для создания монолитного фундамента используются два параллельных каркаса, поэтому материала понадобиться в два раза больше.
  • Для ленточного фундамента можно использовать арматуру сечением, как 10 мм так и 12 мм.
  • Ленточный фундамент армируется всегда в два пояса, то есть каркас будет состоять из двух уровней.
  • Ячейка ленточного варианта может иметь размера до 50-60 см на 20-30 см.
  • Для столбчатого (свайного) фундамента чаще используют арматуру сечением в 10 мм.
  • В столбчатом методе прутья устанавливают с шагом по десять сантиметров.
  • Горизонтальные пересечения в столбовом методе устанавливают через каждые 50-60 см.

Как ни парадоксально, но арматура высчитывается не в метрах,  а в тоннах и продают ее именно в таких измерениях. Поэтому для расчета нам нужно пересчитать длину всех деталей нашего фундамента, с учетом обвязки и применения поясов и перевести полученный результат из метров в тонны. Для этого можно использовать следующую таблицу:

Диаметр арматуры Вес арматуры 1 п.м. (кг) Метры, в тонне арматуры
  • 8
0,4 2 531
  • 10
0,64 1 620
  • 12
0,93 1 126
  • 14
1,26 826
  • 16
1,66 633
  • 18
2,13 500
  • 20
2,6 405

После того, как вы высчитаете необходимое вам количество тонн, и определитесь с типом материала, можно будет отправляться за покупками. При приобретении деталей для фундаментных работ не стоит забывать и об обвязке, она может быть металлической, а может быть пластиковой, в зависимости от вашего выбора. Обвязки нужно будет много, ее надо покупать обязательно с запасом, так как она может портиться и приходить в негодность во время работы. Стоит она довольно дешево, поэтому отдельно проводить расчеты нецелесообразно, достаточно просто купить ее в больших количествах.

Арматура для оснований ленточного типа

Армирующий каркас состоит из продольных, поперечных и вертикальных элементов. Определяя, какая арматура нужна для ленточного фундамента, нужно учитывать: вид стенового материала, размеры строящегося здания (площадь, этажность), тип грунта и сезонные деформации, различные нагрузки.

Армирующий каркас состоит из продольных, поперечных и вертикальных стержней

Для продольного армирования применяется стальные стержни следующих классов:

  • А2 с маркировкой А300.
  • А3 (А400).
  • А5 (А800).
  • А6 (А1000).

Лучшими прочностными характеристиками и сцепляемостью с бетонным раствором обладают металлические стержни с рифленой поверхностью, за счет чего происходит эффективное усиление фундамента. Рельефная арматура предназначена для участков, где присутствуют нагрузки на растяжение. Элементы с гладкой поверхностью выступают в качестве боковых соединительных перемычек, на которые не создается давление.

Нижняя часть ленточного фундамента в поперечном сечении испытывает нагрузку на изгиб, которую принимает на себя поперечное армирование. Вертикальные элементы армирующего каркаса придают конструкции повышенной жесткости, благодаря чему основание защищено от образования трещин в теле фундамента.

В зависимости от выбранного диаметра прутков обеспечиваются высокие прочностные характеристики всей конструкции. Фундаментная лента в стандартном варианте имеет ширину 30-40 см, высоту — 70-170 см.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Арматура для оснований ленточного типа

При строительстве частных домов с ленточным фундаментом в основном применяются стальные стержни диаметром не более 12-14 мм. Диаметр вспомогательных боковых прутков варьирует в пределах от 4 до 10 мм. После того как будет понятно, какую арматуру использовать для фундамента дома, следует ознакомиться со способами ее укладки.

Расчет армирования

При расчете арматуры для ленточного фундамента необходимо будет учесть следующее:

  1. Арматура ребристого профиля позволяет достичь максимального сцепления с бетонной заливкой. Диаметр арматуры в данном случае определяющего значения не имеет.
  2. Уложенная вдоль периметра арматура должна отстоять от стенок опалубки, от дна траншеи и от верхней части сооружаемого фундамента не менее чем на 50-60 мм. Тем самым вы скроете стальные пруты в бетоне и защитите их от коррозии.
  3. У ленточного фундамента максимальная зона растяжения находится на поверхности, поэтому заглублять арматуру в бетонную заливку не нужно.
  4. Например, у фундамента шириной 400 мм зазор между продольными прутами составит 300 мм в горизонтали и от 150 до 300 мм в вертикальной плоскости, в зависимости от глубины.
  5. Для поперечных и вертикальных элементов армирования можно использовать гладкие прутки, диаметр которых составит 6-8 мм. Нагрузка на них будет гораздо меньше, чем на продольные элементы.
  6. Расстояние между вертикальными и поперечными элементами должно быть 150-350 мм. Допускается увеличение до 500-600 мм.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Как укладывают арматуру?

Максимального сцепления с бетоном позволяет добиться ребристая арматура. Ребристые пруты используют для продольных элементов конструкции, на которые приходится наибольшая нагрузка. При монтаже каркаса учитывают, что арматура не должна примыкать к дну траншеи, опалубке и верхней части бетонного основания. Величина отступа – не менее 50 мм. Таким образом, стальные прутья полностью скрываются в бетонной массе, и исключается риск коррозии. Однако углублять арматурный каркас слишком сильно не рекомендуется, так как наибольшая область растяжения ленточного фундамента расположена на его поверхности.

Выбираем проволоку и способ вязки

Количество вязальной проволоки на каждую связку составляет приблизительно 0.3 метра, а всего таких связок в каждом соединении 4. Диаметр проволоки, которая используется для связки стержней, находящихся в углах каркаса, составляет около 1 мм. Осуществляя изготовление арматурного каркаса, принято использовать именно технологию вязки стальной проволокой для того, чтобы обеспечить максимальную долговечность конструкции. Категорически не рекомендуется применять сварку, если вы не хотите в итоге обнаружить коррозию в местах объединения прутьев.

Профессионалы часто используют специализированный пистолет для вязки арматуры, который позволяет существенно снизить трудозатраты, но и стоимость этого инструмента для многих достаточно высокая, поэтому не всегда есть возможность использовать его при закладке фундамента своими руками.

Диаметр и количество используемой арматуры непосредственно зависит от того, насколько массивным является сооружение, какой тип грунта присутствует на строительном участке, а также какой конкретно тип фундамента закладывается. Расчет арматуры для фундамента должен проводиться еще в процессе проектирования всего здания, и только максимально точное соблюдение рекомендаций, указанных в проектной документации, а также грамотное соблюдение технологии строительства позволит гарантировать длительный срок службы фундамента, который составляет более 150 лет.

Более подробно о том, как вяжется арматура, вы можете посмотреть в видео ниже:

  • Строим дом из пеноблоков своими руками
  • Плавающий фундамент
  • Опалубка для фундамента своими руками
  • Фундамент под печь в баню

Сваривание арматуры для армирования

Сварка арматурных элементов быстрее в сравнении с вязанием прутьев, однако, она значительно снижает прочность металлического каркаса. После сварки прутья становятся более хрупкими, что влияет на качество ленточного основания. Если возводится тяжелое здание в несколько этажей, а местность имеет проблемный грунт, лучше отказаться от такого способа соединения арматурных стержней.

Для сваривания арматуры необходимо приобрести специальные стержни класса А500 и дополнительной маркировкой «С». Сварка арматуры может происходить разными способами:

  • контактным;
  • ванным;
  • стыковым;
  • контактно-точечный.
  • Если арматура сваривается контактным путем очень важно контролировать силу тока, от которой зависит качество шва.